电机与电力拖动-第1章-直流电机-1.ppt

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1、§1-1直流电机的基本工作原理§1-2直流电机的结构、额定值和主要系列直流电机电动机：电能→机械能发电机：机械能→电能第1章直流电机概述电机的分类电机：应用电磁原理实现电能与机械能互换的装置；发电机：将机械能转换为电能的电机；电动机：将电能转换为机械能的电机；按照产生或取用电能种类的不同，电机分为直流电机与交流电机。产生电能的称为发电机，取用电能的称为电动机。电动机分为交流电动机和直流电动机两大类．交流电动机又分为单相的和三相的，异步的和同步的。直流电动机按照励磁方式的不同分为他励、并励、串励和复励四种。§1-1直流电机的基本工作原理一、直流电动机的基本工作原理磁极电刷换向器电枢

2、电枢铁心电枢线圈电磁力定律要使电枢受到一个方向不变的电磁转矩，关键在于：当线圈边在不同极性的磁极下，如何将流过线圈中的电流方向及时地加以变换，即进行所谓“换向”。为此必须增添一个叫做换向器的装置，换向器配合电刷可保证每个极下线圈边中电流始终是一个方向，就可以使电动机能连续的旋转。这就是直流电动机的工作原理。§1-1直流电机的基本工作原理二、直流发电机的基本工作原理磁极电刷换向器电枢电枢铁心电枢线圈电磁感应定理三、电机的可逆运行原理一台直流电机原则上既可以作为电动机运行，也可以作发电机运行，只是外界条件不同而已如果用原动机拖动电枢旋转，就可以从电刷端引出直流电动势而作为直流电源对负

3、载供电；如果在电刷端外加直流电压，则电动机就可以带动轴上的机械负载旋转，从而把电能转变成机械能。从上述基本电磁情况来看，一台直流电机原则上，既可以作为电动机运行，也可以作为发电机运行。这种原理在电机理论中称为可逆原理。§1-2直流电机的结构、额定值和主要系列一、直流电机的结构转子——电枢：转轴、电枢铁心、绕组、换向器、风扇定子：机座、主磁极、换向极、端盖、轴承、电刷1.定子：机座主磁极换向极端盖轴承电刷1）主磁极的作用：在定转子之间的气隙中建立磁场,使电枢绕组在此磁场的作用下感应电动势和产生电磁转矩.2）换向极：又称附加极或间极。作用：改善换向。换向极装在相邻两主极之间，由铁心和

4、绕组构成。3）机座：一是作为电机磁路系统中的一部分，二是用来固定主磁极、换向极及端盖等，起机械支承的作用。因此要求机座有好的导磁性能及足够的机械强度与刚度。机座通常用铸钢或厚钢板焊成。(1)主磁极(2)换向极主磁极和换向极（2）机座（3）电刷装置4）电刷装置：作用是把转动的电枢绕组与静止的外电路相连接，并与换向器相配合，起到整流或逆变器的作用。2.转子——电枢：转轴电枢铁心绕组换向器风扇1）电枢铁心：电机主磁路的一部分，用来嵌放电枢绕组，为了减少电枢旋转时电枢铁心中因磁通变化而引起的磁滞及涡流损耗，电枢铁心通常用0.5mm厚的两面涂有绝缘漆的硅钢片叠压而成。(1)电枢铁心2）电枢

5、绕组：电枢绕组由许多按一定规律联接的线圈组成，是直流电机的主要电路部分，也是通过电流和感应电动势，从而实现机电能量转换的关键性部件。(2)电枢绕组3）换向器：由许多换向片组成，换向片间用云母绝缘，整体成圆筒形。换向片靠燕尾槽结构夹紧。(3)换向器(4)转轴§1-2直流电机的结构、额定值和主要系列一、直流电机的额定值为了使电机安全可靠地工作，且保持优良的运行性能，电机厂家根据国家标准及电机的设计数据，对每台电机在运行中的电压、电流、功率、转速等规定了保证值，这些保证值称为电机的额定值。直流电机的额定值有：1.额定功率PN[kW]2.额定电压UN[V]3.额定电流IN[A]4.额定转

6、速nN[rpm]或[r/min]5.励磁方式和额定励磁电流IfN（A）直流电机的额定值——铭牌数据1.额定功率PN：指在额定电压、额定电流、额定转速条件下工作的输出功率。(1).电动机：轴上输出的机械功率(2).发电机：电枢输出的电功率电动机的输入功率P1=UNxIN电动机的机械功率PN=UNxINxηN发电机的输入功率P1=机械功率发电机的输出功率PN=UNxIN=P1xηN直流电机的额定值——铭牌数据2.额定电压UN：安全工作的外加电压[或输出电压]。3.额定电流IN：安全工作的外加电流[或输出电流]。4.额定转速nN：在额定电压、额定电流、额定功率条件下工作时，对应的转速。

7、*.功率与转速、转矩的关系角转速[rad/s]、转矩[N·m]，则P[W]例1-1某直流电动机铭牌为：PN=10kW，UN=220V，nN=1500rpm，ηN=88.6%求：1.额定运行时的输入功率2.额定电流、额定转矩解：1.P1=PN/ηN=10/0.886=11.29(kW)2.IN=P1/UN=11.29x103/220=51.3(A)TN=PN/wN=10x103/(1500x2π/60)=63.66(N·m)例1-1某直流发电机铭牌为：PN=90kW，UN=230V